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Seilzugeber Seilbasierte variable Positionsmessung in Hydraulik- und Teleskopzylindern

| Redakteur: Jan Vollmuth

Mit den neuen Seilzugebern SGH25 und SGH50 erweitert Siko das Messspektrum der SGH-Serie, deren Messlängen jetzt insgesamt von 0 bis 5 m reichen. Damit eignen sie sich nun auch für größere Zylinderhübe, die in Hydraulikzylindern und Teleskopzylindern von Baumaschinen, Landmaschinen oder in Nutzfahrzeugen vorzufinden sind.

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Die SGH-Seilzugsensoren sind voll integrierbar in Hydraulik- oder Teleskopzylinder.
Die SGH-Seilzugsensoren sind voll integrierbar in Hydraulik- oder Teleskopzylinder.
(Bild: Siko)

Lang, länger, noch länger: Die neuen Seilzugeber SGH25 und SGH50 der SGH-Serie bieten Messlängen von 0 bis 2,5 m, bzw. 0 bis 5 m. Damit eignen sie sich für große Zylinderhübe, die in Hydraulikzylindern und Teleskopzylindern von Baumaschinen, Landmaschinen oder in Nutzfahrzeugen zu finden sind. Möglich macht dies ein seilbasiertes Funktions- und Konstruktionskonzept, das Sensorik, Elek­tronik und Mechanik vollständig in den Zylinder integriert.

Und so funktioniert's: Anstelle eines stangenbasierten Messprinzip nutzen SGH-Sensoren eine flexible Seilzugmechanik. Fährt der Zylinder aus, wird das auf einer Seiltrommel aufgewickelte Seil ausgezogen. Die Rotation der Seiltrommel wird von der Sensorelektronik berührungslos erfasst und in einen linearen Weg umgerechnet. Dies ermöglicht eine genaue und absolute Positions- oder Geschwindigkeitserfassung des Zylinders zu jeder Zeit. Die Elektronik befindet sich vollvergossen auf der drucklosen Seite des Systems.

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Komplett im Zylinder verbaut

Das komplette Messsystem ist also im Zylinder verbaut. Auf diese Weise kann das Sensorsystem nicht beschädigt oder durch Umwelteinflüsse, wie z. B. Schmutz, Staub und Wasser, negativ beeinflusst oder gar zerstört werden – anders als bei extern am Zylinder montierten Messsystemen. Das belegt die Schutzklasse IP69K, welche die SGH-Sensoren erfüllen. Deshalb wurden die SGH-Positionssensoren mit IP69K-konformen KV1H-Stecksystemen ausgestattet.

Um die Herstelleranforderung eines möglichst unveränderten Zylinderdesigns nach der Sensorintegration zu erfüllen, wurden beim SGH25 und beim SGH50 die Trommeln, auf denen das Seil aufgespult ist, um 90 Grad gekippt, so dass die Einbaulänge identisch bleibt.

Maximale Hublänge

Das seilbasierte Konzept ermöglicht Lösungen, die bisher so nicht denkbar waren. Bei der Konstruktion von Gabelstaplern dürfen beispielsweise vorgegebene Fahrzeughöhen nicht überschritten werden, sollten dabei aber trotzdem über einen möglichst großen Hub verfügen. Diese anspruchsvollen Vorgaben löst Siko durch Delokalisierung des SGH-Sensors in einem seitlich um 90 Grad zum Zylinder angebauten Gehäuse. Dadurch können die SGH-Sensoren „um die Kurve messen“ und sind in nahezu jeden Zylinder integrierbar.

Zu den externen Umwelteinflüssen gehören auch Schocks oder Vibrationen, die beispielsweise bei Baggern oder Kippern regelmäßig auftreten. Prallt eine Baggerschaufel auf harten Untergrund oder rastet die Ladefläche eines Kippers ein, lösen diese abrupten Bewegungen Erschütterungen aus. Dagegen sind alle SGH-Sensoren immun, weil das Seil Schläge abfedert und das gesamte SGH-System zusätzlich das Hydraulikmedium als „Stoßdämpfer“ nutzen kann.

Das seilbasierte Konstruktions- und Funktionskonzept der SGH-Technologie reduziert die Systemintegrationskosten: So können die SGH-Sensoren flexible für alle Messlängen eingelernt werden. Eine hohe Variantenvielfallt entfällt hierdurch. Ebenso die sonst bei Sensoren übliche Kolbenbohrung. Damit entfällt bei SGH Sensoren nicht nur dieser Fertigungsschritt, gleichzeitig wirkt sich der Wegfall der Hohlbohrung positiv auf die Struktur und Stabilität des Kolbens und damit auf die Funktion des gesamten Zylinders aus. Außerdem lassen sich SGH-Sensoren auf beliebige Messlängen bis max. 5 m je nach Variante programmieren. Dieses Merkmal reduziert die Variantenvielfalt für den Zylinderhersteller beträchtlich.

Schnittstellenvielfalt

Die Übertragung der Positionsinformation zu Maschinensteuerungen unterschiedlichster Maschinen zu gewährleisten, bieten die SGH-Sensoren viele Schnittstellen: analoge Schnittstellen ebenso wie die digitalen Schnittstellen CANopen oder SAE J1939. Sicherheitskritische Applikationen werden mit CAT3- bzw. PLd-konformen Versionen (nach EN 13849) und redundanten analogen Schnittstellen, redundantem CANopen, redundantem SAE J1939 oder CANopen Safety bedient. (jv)

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